多自由度操作手刚柔耦合动力学特性研究

发布时间：2022-01-08 01:56

　　航天技术和机器人技术的发展，使柔性操作手受到了更多的关注。它结构轻，弹性大，在操作速度、工作效率、能耗等方面有较大的优点，这使得计及操作手柔性的动力学分析理论研究和控制成为机械工程和力学等领域内的研究热点。本文针对多自由度柔性操作手进行了动力学理论研究，为柔性操作手进一步的动态优化设计和运动控制等研究提供了理论基础。 本文首先运用平面多柔体系统动力学理论，利用拉格朗日原理推导建立了两自由度柔性操作臂的非线性动力学方程。采用数值方法分析了结构参数对动力学特性的影响规律，揭示了刚体运动和弹性变形之间的耦合影响，得到了大小操作臂的振动频率并与理论值进行了对比。 然后，针对航天器柔性伸展操作手进行了合理的近似和简化，利用拉格朗日原理和模态综合法，建立了系统的非线性动力学微分方程组，数值求解了该系统的动力学特性，研究了结构参数、伸展规律对动力学特性以及振动特性的影响。经过分析发现带柔性可伸展附件的结构有着与一般时不变结构明显不同的动力学特性。 最后，将上述两种形式的柔性操作手组合，形成了多自由度的柔性操作手，推导并且建立了其简化模型和复杂的多柔体系统动力学方程，方程高度耦合非线... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

伸展臂一阶模态坐标一时间曲线

图3一8伸展臂一阶模态一时间曲线、、!---。.jVy(m/s)图3一9伸展臂一阶模态坐标频谱图夕 2(x10，)︸﹃﹃， 01520侣 015加时间(s)图3一10伸展臂末端速度一时间曲线时间(s)图3.11伸展臂一阶模态坐标一时间曲线F门阅以价寸《日之】10扣习月，阅~一叮一-一一一「一一-r.一~一~”一一~~.~~甲一~~带一})-一七--一，一一『一，一一一甲一-一，-~一一--一一一一~一4Jl{{。公犷.!﹄测襟﹃一时间(s)图3一12伸展臂末端速度一时间曲线羹:二{}!图3一13伸展臂一阶模态坐标频谱图改变材料密度与弹性模量，p=37ookg/m，，E=9.17e9N/m

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【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3575675